自动货架电子标签拣选系统

1、毕业论文 物流工程 专业题目 自动货架电子标签拣选系统 _任务起止日期： 2007年2月 28日 至 2007 年5 月31日学生姓名 学号 指导教师 教研室主任 2007 年 月 日审查系 主 任 _ 2007 年 月 日批准目 录摘要Abstract1、绪论12、射频识别技术22.1、射频识别技术简介3、射频识别技术3、射频识别系统的频段32.2、射频识别系统工作原理4、射频识别系统的组成4、射频卡的标准及分类72.3、电子标签的分类73、设计背景103.1、配送中心概况103.2、配送中心平面布局10、配送中心内部结构10、设备选择及配置134、系统功能设计154.1、总体设计15、开发

2、设计思想15、系统功能分析154.2、数据库设计18、数据库需求分析18、数据库逻辑结构设计185、硬件实施215.1、库存规划215.2、系统实施225.3、电子标签拣选系统的局限性236、设计总结25致谢 26参考文献 27文献综述开题报告毕业论文设计任务书摘 要本课题主要研究了自动货架电子标签拣选系统实现的一些理论、方法技术，包括：RFID技术、数据库技术、条码技术以及物流中心硬件配置，初步设计了一套结合了RFID技术和条码技术的自动货架电子标签拣选系统。此设计改变了传统物流中心以人力拣货的落后情况，使物流中心的拣货作业变得更加轻松，也更加的有效率。将RFID技术和条码技术相结合，解决了

3、单一条码技术的空间限制，同样也大大降低了单一RFID技术的本钱以及其标准的要求。研究过程中，充分采用了当今出现的一些新技术产品，将RFID技术和条码技术完好的联系到了一起，整个设计过程历经了理论想象和实际设计两个阶段，得到的结果还是比拟另人满意的。通过本课题的研究，初步构建了一套以RFID技术、条码技术相结合而成型的自动货架电子标签拣选系统。此系统能够到达设计的要求，使仓库的分拣作业效率得到很到的提高，也使实际操作更为轻松简便，随着该系统的进一步完善和成熟，相信会有很好的应用前景。同时，此系统也有一定的适用性。关键词：RFID 条码 数据库 AbstractOriginally, the pr

4、oblem has studied the automation cart ladder electron label selects some theory , method technology of system realization mainly , has included: The RFID technology , data base technology , bar code technology and logistics centre hardware deploy , the preliminary the RFID technology having designed

5、 that the same stuff has combined and bar code technology automation cart ladder electron label select system. Condition designing falling behind having changed the tradition logistics centre picking up a goods with manpower here, make logistics centre selecting sell school assignment becomes especi

6、ally relaxed, also especially have efficiency. The RFID technology and the bar code technology is looked at and appraised being tied in wedlock, restrict , same the cost having reduced the unitary RFID technology also greatly and whose standard request having resolved unitary bar code technology spa

7、ce.Product studying process has been hit by , adopt a little new technique appearing nowadays sufficiently, the RFID technology and intact bar code technology connection has been arrived at together, entire the imagination designing that process has got through theory and reality design two stages ,

8、 result still is that another person is comparatively satisfied.The technology , the bar code technology combine each other but the molding automation cart ladder electron label selects system by the fact that problem research , first step have structured the same stuff with RFID. This system is abl

9、e to reach the request designing that , makes the storehouse sorting school assignment efficiency get the rise arriving at very much , also makes actual operation simple and convenient, with the fact that being systematic going a step further turn to perfect and to mature , believe in is able to hav

10、e the very good application prospect being more relaxed. At the same time, this system also has certain serviceability.Keywords: RFID bar code data base绪论在物流配送中心，拣货货作业是最繁重，也是最容易出错的工作。传统的拣货作业中，拣货人员是根据拣货单上的资料进行拣货，工作量大，效率低，而且容易出错；同时，在管理上造成许多不便，使管理效率降低。因此，为提高物流系统的运行效率，实现物流系统的现代化，信息化，实现物流系统与其它商务系统的接轨，有必要

11、对传统的物流作业模式进行改造，融入现代的电子信息技术。电子标签辅助拣货系统就是一种提升传统物流作业质量和提高传统物流作业效率的有效方式。该系统的根本工作原理为：控制PC机产生订单，并通过网络传送到作业现场的电子卷标，工作人员只需按电子卷标上显示的数据取货，完成后按下确认键即可，减轻了工作人员的劳动强度，提高了工作效率，实现了作业无纸化。整个过程由计算机进行实时监控，不仅速度大大提高，正确率也很高，而且可方便整个物流信息系统的管理和维护。电子标签辅助拣货系统在西方兴旺国家是一项开展较快的技术，目前已有比拟成熟的硬软件系统。如日本AIOI爱鸥系统株式会社的物流电子卷标及通信系统，该系统的技术核心基

12、于TW两线系统，涉及专利封装芯片及专利核心技术。国内在这个领域是刚刚起步，局部公司和研究机构在充实这方面的研究和设计，但只要集中在广州，上海等经济比拟兴旺的地区，且多为引进技术，本钱较高，价格较贵。因此，设计一套完整的具有自主知识产权的电子标签辅助拣货系统是必要的。本文以某公司配送中心为背景，以RFID技术为理论依据，开发了一套适合于大型配送中心使用的电子货架自动卷标拣选系统。第2章 射频识别技术电子标签是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。电子标签由两个组成局部标签和从标签搜集数据的阅读器。标签又分为无源标签和有源标签两种，每个标签含有一个储存数据的小集

13、成电路和一个像天线一样从阅读器收发信号的微型铜线圈。无源标签借助阅读器发出的信号发送信息，有源标签借助自带电池那么能主动持续发出比无源标签更强的信号。使用电子标签搜集产品数据时，阅读器无须对准标签，省去了人工扫描的麻烦。通常，无源标签的信号范围为6米至10米，而有源标签的信号范围那么为50米左右。与现在广泛应用的条形码技术相比，电子标签除了可以省去人工操作，还具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大等优势。另外，由于电子标签上的数据可以加密，存储数据容量大，而且存储信息可以更改，因而它比条形码的应用范围更广泛，使用起来也更方便。供给商可以将商品型号、原产地、生产厂家和产品批次等商品的详细

14、信息输入电子标签，当贴有标签的货箱经过阅读器时，标签便将产品数据传递给阅读器，阅读器再将数据下载到中央处理器，生成企业货品清单管理数据库。这样，商品从生产、运输到销售的过程都可以被清楚地了解和把握，从而使采购、仓储、配送过程更加便捷。另外，借助电子标签还可以实现对原料、半成品、成品、运输、仓储、配送、上架、最终销售，甚至退货处理等环节进行实时监控，可以合理地控制产品库存，并实现物流的智能管理。电子标签也叫智能标签、Tag或者Smart Labels,其核心是采用射频识别技术、具有一定容量的芯片。射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。该技术在世界范围内正被广泛的应用，而在我国

15、起步较晚，与先进国家相比存在一定的差距。去年1月份，全球最大零售商沃尔玛公司向供给商发出最后通牒，要求从2005年1月1日开始，所有出口到美国的商品集装箱托盘都必须使用电子标签，而我国现在这项技术还处在研发阶段，研究和开展射频识别技术及其应用刻不容缓，任务紧迫。科技开展到今天，似乎没有多少人还对标准的重要性有任何疑心。许多所谓的国际标准，就像架在开展中国家脖子上的一把利剑。而标准之争的背后，不仅仅意味着行业的巨大商业利益，甚至攸关国家利益和信息平安。由于种种原因，使得中国的RFID标准的制订几起几落。经过国家部委高层的直接干预，如今，中国的RFID标准的制订终于重新返回正常的轨道。2006年6

16、月9日，中国发布了全国乃至全球RFID行业期待的?中国RFID技术政策白皮书?。这一天，对于中国的RFID行业来说，笃定是一个重要的日子。从此，中国的RFID产业开展的步伐将正式加速。2.1 射频识别技术简介2 射频识别技术RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)的缩写，射频识别技术是20世纪90年代开始兴起并逐渐走向成熟的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息到达识别目的的技术。与目前广泛使用的自动识别技术例如摄像、条码、磁卡、IC卡等相比，射频识别技术具有很多突

17、出的优点：第一，非接触操作，长距离识别(几厘米至几十米)，因此完成识别工作时无须人工干预，应用便利；第二，无机械磨损，寿命长，并可工作于各种油渍、灰尘污染等恶劣的环境；第三，可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签；第四，读写器具有不直接对最终用户开放的物理接口，保证其自身的平安性；第五，数据平安方面除电子标签的密码保护外，数据局部可用一些算法实现平安管理；第六，读写器与标签之间存在相互认证的过程，实现平安通信和存储。2 射频识别系统的频段射频识别系统的应答器可以根据工作频率的不同分为低频、中频及高频系统。低频系统一般工作在100500kHz；中频系统一般工作在115MHz左右，他们主要适用

18、识别距离短、本钱低的场合；高频系统那么可达85095MHz及2.45GHz的微波段，适用于识别距离长、读写数据绿高的场合，其中900MHz称为电子标签，专用于物流管理感应距离为3m。具体可以分类为：表2-1 频段应用领域频段系列典型频段应用领域产品特点135kHz系列低频：100500kHz产品丰富，广泛用于动物识别、进出控制、物品追踪等管理。中段距离识别，阅读速度慢，产品价格低廉电子物品监视，多用于零售业或物品防盗领域小区物业管理，大厦门禁系统、电子物品监视及ISM工业、科学和医疗27MHz系列应用于工业、科学和医疗行业430460MHz系列应用于工业、科学和医疗行业902926MHz系列高

19、频：GSM移动 网、铁路车辆识别、集装箱识别。局部地区用于公路车辆识别于自动收费系统远距离识别，高速阅读，产品价格较贵23502450MHz系列应用于工业、科研和医疗行业58006800MHz系列2.2 射频识别系统工作原理 射频识别系统的组成目前，RFID技术在工业自动化、物体跟踪、交通运输控制管理、防伪和军事用途方面已经有着广泛的应用。RFID系统由三局部组成： 图2-1 RFID系统组成局部1. 电子标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，且每个电子标签具有全球唯一的识别号(ID)，无法修改、无法仿造，这样提供了平安性。电子标签附着在物体上标识目标对象。电子标签中一般保存有约定格式的电子数

20、据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的外表。 2. 天线(Antenna)：在标签和阅读器间传递射频信号，即标签的数据信息。 3. 阅读器(Reader)：读取(或写入)电子标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。 阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而到达自动识别物体的目的。通常阅读器与计算机相连，所读取的标签信息被传送到计算机上，进行下一步处理。电子标签的射频识别系统由电子标签、读/写器、天线Antenna和应用软件构成，直接与相应的管理信息系统相连。各种射频识别系统的根本组成局部如图2-2所示。 图2-2 各种射频识别系统的根本组成局部图2-3所示为射频识别系统

21、命令流程的一个例子。图2-3 射频识别系统命令流程图有些系统还通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接，进行数据交换。 系统的根本工作流程是：阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活；射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。 图2-4 根本工作流程图 在耦合

22、方式(电感-电磁)、通信流程(FDX、HDX、SEQ)、从射频卡到阅读器的数据传输方法(负载调制、反向散射、高次谐波)以及频率范围等方面，不同的非接触传输方法有根本的区别，但所有的阅读器在功能原理上，以及由此决定的设计构造上都很相似，所有阅读器均可简化为高频接口和控制单元两个根本模块。高频接口包含发送器和接收器，其功能包括：产生高频发射功率以启动射频卡并提供能量；对发射信号进行调制，用于将数据传送给射频卡；接收并解调来自射频卡的高频信号。不同射频识别系统的高频接口设计具有一些差异，电感耦合系统的高频接口原理图。阅读器的控制单元的功能包括：与应用系统软件进行通信，并执行应用系统软件发来的命令；控

23、制与射频卡的通信过程(主-从原那么)；信号的编解码。对一些特殊的系统还有执行反碰撞算法，对射频卡与阅读器间要传送的数据进行加密和解密，以及进行射频卡和阅读器间的身份验证等附加功能。 射频识别系统的读写距离是一个很关键的参数。目前，长距离射频识别系统的价格还很贵，因此寻找提高其读写距离的方法很重要。影响射频卡读写距离的因素包括天线工作频率、阅读器的RF输出功率、阅读器的接收灵敏度、射频卡的功耗、天线及谐振电路的Q值、天线方向、阅读器和射频卡的耦合度，以及射频卡本身获得的能量及发送信息的能量等。大多数系统的读取距离和写入距离是不同的，写入距离大约是读取距离的40%80%。2 射频卡的标准及分类目前

24、生产RFID产品的很多公司都采用自己的标准，国际上还没有统一的标准。目前，可供射频卡使用的几种标准有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO。应用最多的是ISO14443和ISO15693，这两个标准都由物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议四局部组成。 按照不同得方式，射频卡有以下几种分类1. 按供电方式分为有源卡和无源卡。有源是指卡内有电池提供电源，其作用距离较远，但寿命有限、体积较大、本钱高，且不适合在恶劣环境下工作；无源卡内无电池，它利用波束供电技术将接收到的射频能量转化为直流电源为卡内电路供电，其作用距离相对有源卡短，但寿命长且对工作环

25、境要求不高。 2. 按载波频率分为低频射频卡、中频射频卡和高频射频卡。低频射频卡主要有125kHz和134.2kHz两种，中频射频卡频率主要为13.56MHz，高频射频卡主要为433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低频系统主要用于短距离、低本钱的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、动物监管、货物跟踪等。中频系统用于门禁控制和需传送大量数据的应用系统；高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，其天线波束方向较窄且价格较高，在火车监控、高速公路收费等系统中应用。 3. 按调制方式的不同可分为主动式和被动式。主动式射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器；被动式射频

26、卡使用调制散射方式发射数据，它必须利用读写器的载波来调制自己的信号，该类技术适合用在门禁或交通应用中，因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。在有障碍物的情况下，用调制散射方式，读写器的能量必须来去穿过障碍物两次。而主动方式的射频卡发射的信号仅穿过障碍物一次，因此主动方式工作的射频卡主要用于有障碍物的应用中，距离更远(可达30米)。 4. 按作用距离可分为密耦合卡(作用距离小于1厘米)、近耦合卡(作用距离小于15厘米)、疏耦合卡(作用距离约1米)和远距离卡(作用距离从1米到10米，甚至更远)。 5. 按芯片分为只读卡、读写卡和CPU卡。2.3电子标签的分类从应用概念来说，电子标签的工作频

27、率也就是射频识别系统的工作频率，是其最重要的特点之一。 电子标签的工作频率是其最重要的特点之一。电子标签的工作频率不仅决定着射频识别系统工作原理电感耦合还是电磁耦合、识别距离，还决定着电子标签及读写器实现的难易程度和设备的本钱。 工作在不同频段或频点上的电子标签具有不同的特点。射频识别应用占据的频段或频点在国际上有公认的划分，即位于ISM波段之中。典型的工作频率有：125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。 低频段电子标签，简称为低频标签，其工作频率范围为30kHz 300kHz。典型工作频率有：125KH

28、z，133KHz(也有接近的其他频率，如TI使用134.2KHz)。低频标签一般为无源标签，其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。低频标签与阅读器之间传送数据时，低频标签需位于阅读器天线辐射的近场区内。低频标签的阅读距离一般情况下小于1米。 低频标签的典型应用有：动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗带有内置应答器的汽车钥匙等。与低频标签相关的国际标准有：ISO11784/11785用于动物识别、ISO18000-2125-135 kHz。低频标签有多种外观形式，应用于动物识别的低频标签外观有：项圈式、耳牌式、注射式、药丸式等。典型应用的动物有牛、信鸽等。 低频标签的

29、主要优势表达在：标签芯片一般采用普通的CMOS工艺，具有省电、廉价的特点；工作频率不受无线电频率管制约束；可以穿透水、有机组织、木材等；非常适合近距离的、低速度的、数据量要求较少的识别应用例如：动物识别等。 低频标签的劣势主要表达在：标签存贮数据量较少；只能适合低速、近距离识别应用；与高频标签相比：标签天线匝数更多，本钱更高一些； 中高频段电子标签的工作频率一般为3MHz 30MHz。典型工作频率为：13.56MHz。该频段的电子标签，从射频识别应用角度来说，因其工作原理与低频标签完全相同，即采用电感耦合方式工作， 所以宜将其归为低频标签类中。另一方面，根据无线电频率的一般划分，其工作频段又称

30、为高频，所以也常将其称为高频标签。 高频电子标签一般也采用无源方式，其工作能量同低频标签一样，也是通过电感磁耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。标签与阅读器进行数据交换时，标签必须位于阅读器天线辐射的近场区内。中频标签的阅读距离一般情况下也小于1米最大读取距离为。 高频标签由于可方便地做成卡状，典型应用包括：电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗电子遥控门锁控制器等。相关的国际标准有：ISO14443、ISO15693、ISO18000-313.56MHz等。 高频标准的根本特点与低频标准相似，由于其工作频率的提高，可以选用较高的数据传输速率。电子标签天线设计相对简单，标签一般制成标准卡片形

31、状。 超高频与微波频段的电子标签，简称为微波电子标签，其典型工作频率为：433.92MHz，862(902)928MHz，2.45GHz，5.8GHz。微波电子标签可分为有源标签与无源标签两类。工作时，电子标签位于阅读器天线辐射场的远区场内，标签与阅读器之间的耦合方式为电磁耦合方式。阅读器天线辐射场为无源标签提供射频能量，将有源标签唤醒。相应的射频识别系统阅读距离一般大于1m，典型情况为47m，最大可达10m以上。阅读器天线一般均为定向天线，只有在阅读器天线定向波束范围内的电子标签可被读/写。 由于阅读距离的增加，应用中有可能在阅读区域中同时出现多个电子标签的情况，从而提出了多标签同时读取的需

32、求，进而这种需求开展成为一种潮流。目前，先进的射频识别系统均将多标签识读问题作为系统的一个重要特征。 以目前技术水平来说，无源微波电子标签比拟成功产品相对集中在902928MHz工作频段上。2.45GHz和5.8GHz射频识别系统多以半无源微波电子标签产品面世。半无源标签一般采用钮扣电池供电，具有较远的阅读距离。微波电子标签的典型特点主要集中在是否无源、无线读写距离、是否支持多标签读写、是否适合高速识别应用，读写器的发射功率容限，电子标签及读写器的价格等方面。对于可无线写的电子标签而言，通常情况下，写入距离要小于识读距离，其原因在于写入要求更大的能量。第3章 设计背景自动分拣系统Automat

33、edSortingSystem是二次大战后在美国、日本的物流中心中广泛采用的一种自动分拣系统，该系统目前已经成为兴旺国家大中型物流中心不可缺少的一局部。该系统的作业过程可以简单描述如下：物流中心每天接收成百上千家供给商或货主通过各种运输工具送来的成千上万种商品，在最短的时间内将这些商品卸下并按商品品种、货主、储位或发送地点进行快速准确的分类，将这些商品运送到指定地点如指定的货架、加工区域、出货站台等，同时，当供给商或货主通知物流中心按配送指示发货时，自动分拣系统在最短的时间内从庞大的高层货存架存储系统中准确找到要出库的商品所在位置，并按所需数量出库，将从不同储位上取出的不同数量的商品按配送地点

34、的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中，以便装车配送。拣选系统的主要目标就是快速高效地将货物从货架上区分开来，以保证高效率的配送物流；随着配送中心的快速开展以及计算机系统的运用，对拣选系统提出了更高的要求，那就是拣选的同时完成库存的监控。作为配送系统中的一局部，拣选系统必须与配送中心的整体规划协调一致，尽管各个企业之间的管理体制不尽相同，各类统计报表繁多，因此拣选系统的设计必须根据企业的具体情况制定，本章的重点就是介绍本次设计所使用的配送中心。A公司创立于1999年，是一家从事乳制品的大型企业。为了加块市场响应速度，委托某物流工程在某地设计建立一个自动化立体仓库。该库后端与A公司乳制品生产线

35、相衔接，与出库区相联接，库内主要存放成品纯鲜奶和成品瓶酸奶。3.1 配送中心概况库区面积8323平方米，货架最大高度21米，托盘尺寸12001000毫米，库内货位总数19632个。其中，常温区货位数14964个；低温区货位46687年。入库能力150盘/小时，出库能力300盘/小时。出入库采用联机自动。3.2配送中心平面布局3 配送中心内部结构根据用户存储温度的不同要求，该库划分为常温和低温两个区域。常温区保存鲜奶成品，低温区配置制冷设备，恒温4，存储瓶酸奶。按照生产存储配送的工艺及奶制品的工艺要求，经方案模拟仿真优化，最终确定库区划分为入库区、储存区、托盘外调回流区、出库区、维修区和计算机管

36、理控制室6个区域。 入库区由66台链式输送机、3台双工位高速梭车组成。负责将生产线码垛区完成的整盘货物转入各入库口。双工位穿梭车那么负责生产线端输送机输出的货物向各巷道入库口的分配、转动及空托盘回送。 储存区包括高层货架和17台巷道堆垛机。高层货架采用双托盘货位，完成货物的存储功能。巷道堆垛机那么按照指令完成从入库输送机到目标的取货、搬运、存货及从目标货位到出货输送机的取货、搬运、出货任务。 托盘外调回流区分别设在常温储存区和低温储存区内部，由12台出库口输送机、14台入库口输送机、巷道堆垛机和货架组成。分别完成空托盘回收、存储、回送、外调货物入库、剩余产品，退库产品入库、回送等工作。出库区设

37、置在出库口外端，分为货物暂存区和装车区，由34台出库较输送机、叉车和运输车辆组成。叉车司机通过电子看板、RF终端扫描来叉车完成装车作业，反响发送信息。 维修区设在穿梭车轨道外一侧，在某台空梭车更换配件或处理故障时，其他穿梭车仍旧可以正常工作。计算机控制室设在拣选区一侧，用于出入库登记、出入库高度、管理和联机控制。配送中心以配送为主导功能，储存为辅，整体区域划分为仓储区和拣选区。仓储区采用全自动立体仓库，由4台巷道堆垛机，8列高层货架组成。入库时，进货暂存区的整盘货物由一台链式输送机传送到入库口；补货时，堆垛机取下货物由输送机输送到进货暂存区进行补货；当重要紧急调货时，设立在立体仓库另一端的链式

38、输送机可以直接将货物输送到出货月台。 拣选区全部采用重力货架，占有空间长宽高为142m65m12m,储位尺寸为1100mm1300mm1800mm。总共分为6个货架区，每排50个货位，纵深14个货位。进货月台面积为60m10m，最多可以同时停靠16辆大型货车。货物卸下后，按照尺寸进行拼盘捆包后转送到进货暂存区分类堆放，贴上条形码由电动叉车送入重力货架中或者输送到自动立体仓库存放。出货月台面积为100m8m，最多可以同时停放26台大型货车。叉车司机通过电子看板、RF终端扫描来叉车完成装车作业，反响发送信息。配送中心平面布局如图3-1所示。图3-1 配送中心平面图3.2.2 设备选择及配置一货架托

39、盘单元载重能力：800/350公斤常温区/低温区；存储单元体积：1000运行方向毫米1200沿货叉方向毫米1470货高含托盘毫米；库区尺寸9884平方米，库区建筑为撕开屋顶，最高点23米。 2、根据使用要求和条件，结合刚玉公司设计经验，经力学计算和有限元分析优化，确定采用具有异形截面，自重轻、刚性好、材料利用率高、外表处理容易、安装、运输和馐方便的双货位横梁式组合货架。其中，货架总高度分别有：21000毫米、19350毫米、17700毫米、16050毫米、14400毫米和12750毫米。货架规模：常温区有14964个；低温区有4668个。3、货架主材。主柱：常温区选用刚玉公司自选轧制的126型

40、异型材，低温区采用120型异型材。横梁：常温区选用刚玉公司自轧制异型材55BB区采用5BB型异型材。天、地轨：地轨采用30公斤/米钢轨；天要采用16工字钢。4、采用的标准、标准。JB/T53231991立体仓库焊接式钢结构货架技术条件；JB/T90181999有轨巷道式高层货架仓库设计标准；CECS23：90钢货架结构设计标准和Q/140100GYCC0011999货架用异型钢材。 5、根底及土建要求。 仓库地面平整度允许念头：仓库980长谈主，允许偏差10毫米；在最大载荷下，货架区域根底地坪的沉降变形应小于1/1000。6、消防空间。 货架北部有400毫米空间，200毫米安装背拉杆，200毫

41、米安装消防管道。二有轨巷道堆垛机 1、 主要技术参数。 堆垛机高度：21000毫米、19350毫米、17700毫米、16050毫米、14400毫米和12750毫米；堆垛机额定载重量：850/400公斤；载货台宽度：1200毫米；结构形式；双立柱；运行速度：5100米/分变频调速；起升速度：440米/分变频调速；货叉速度：330米/分变频调速；停准精度：超升、运行10毫米，货叉5毫米；控制方式：联机自动、单机自动、手动；通讯方式：远红外通讯；供电方式：平安滑触线供电；供电容量：20kw、三相四线制380v、50Hz。 2、 设备配置。 有要巷道堆垛超重机主要由多发结构、超升机构、货叉取货机构、载

42、货台、断绳案例保护装置、限速装置、过载与松绳保护装置以及电器控制装置等组成。 驱动装置：驱动装置：采用德国德马格公司产品，性能优良、体积小、噪音低、维护保养方便。变频调整：驱动单元采用变频调速，可满足堆垛机出入库平衡操作和高速运行，具有起动性能好、调速范围宽、速度变化平衡、运行稳定并有完善的过压、过流保护功能。堆垛机控制系统：先用分解式控制、控制单元采用模块式结构，当某个模块发生故障时，在几分钟内便可更换备用模块，使系统重新投入工作。案例保护装置：堆垛机超升松绳和过载、娄绳平安保护装置；载货台上、下极限位装置；运行及超升强制换速形状和紧急限位器；货叉伸缩机械限位挡块；位虚实探测、货物高度及歪斜

43、控制；电器联锁装置；各运行端部极限设缓冲器；堆垛机设作业报警电铃和警示灯。3、 控制方式。手动控制：戴盆望天垛机的手动控制是由操作人员，通过操作板的按钮和万能转换形状，直接操作机械运作行，包括水平运行、载货台升降、货叉伸缩三种动作。 单机自动：单机自动控制是操作人员在出入库端通过堆垛机电控柜上的操作板，输入入出库指令，堆垛机将自动完成入出库作业，并返回入出库端待令。 在线全自动控制：操作人员在计算机中心控制室，通过操作终端输入入出库任务或入出库指令，计算机与堆垛机通过远红外通讯连接将入出库指令下到达堆垛机，再由堆垛机自动完成入出库作业。三输送机。 1、主要技术参数。 额定载荷：850/400公

44、斤含托盘；输送货物规格：1200毫米1000毫米1470毫米含托盘；输送速度：/分。 2、设备配置。 整个输送系统由2套PLC控制系统控制，与上位监控机相联，接收监控机发出的作业命令，返回命令的执行情况和子系统的状态等。四双工位穿梭车 系统完成小车的高度，其中一工位完成成品货物的接送功能，另一工位负责执行委员会的拆卸分配。主要技术参数有：安定载荷：1300公斤；接送货物规格：1200毫米1000毫米1470毫米含托盘；拆最大空托盘数：8个；空托盘最大高度：1400毫米；运行速度：5160米/分变频调速；输送速度：/分。第4章 系统功能设计41总体设计4开发设计思想系统开发的总体目标是要到达对货

45、物的快速，准确的分拣，以及更完善的对库存情况进行监控。基于以上的目的，所以选择了RFID来实现以上的目标。先来了解一下传统的拣选方式，当配送中心接到的定单积累到一定程度，主管电脑进行定单分割后，下达拣选命令同时打印出所要拣选货物的货位清单，拣选完毕时主管电脑自动扣除出库数量。我们分析一下就会发现整个拣选过程中都没有对库存的监控，这就给拣选带来相当大的麻烦，因为主控电脑并不知道货架上的货物是不是与数据库的储位分配一致，所以必须投入人力加强储位的盘点工作，另外这中管理方式还会当来拣选上的麻烦：当货物是以定位储存的方式分散在整个空间的时候，如果同时进行多品种的拣选工作势必会造成混乱；当货物出现损坏、

46、遗失等情况时工作人员必须填写相应的表格，待确认后再对数据库校正。本方案主要用于配送中心大宗货物的入库、存储、分拣以及出库自动化识别管理，由安装在货物上或托盘周转箱上的射频标签、安装在配送中心流程各环节的射频识别系统、中间件以及拣选软件组成。当贴有标签的目标通过设定的信号采集点时，标签立即发射出具有代表身份特征的射频信号，经系统接收、中间件处理并发送到拣选系统，由拣选系统息发出一系列指令，实现对货物的信息采集、入库存储、定期盘点、分拣出库等功能。4.1.2系统功能分析图4-1 系统功能模块基于RFID的配送中心解决方案由多套射频识别系统、中间件Middleware、数据库系统、以及仓库管理信息系

47、统WMS组成。其中： 射频识别系统：主要用于读/写电子标签上的信息。 中间件：介于前端硬件模块与后端数据库与应用软件中间，提供程序管理、信号过滤与聚集、事件管理、平安管理、网络管理等机制。 数据库系统：各种数据信息的录入、分析、输出、管理。 仓库管理信息系统WMS：控制流程各环节的动作，完成收货入库管理、-盘点调拨管理、拣货出库管理以及整个系统的数据备份、数据查询、数据统计、报表生成、报表管理一 配送中心物理流： 图4-2 系统布局图根据配送中心流程，在每个托盘、周转箱或货物上固定安装一张电子标签，将托盘或周转箱上的货物信息与电子标签捆绑输入数据库。 1配送中心的入口处安装识别系统，托盘上电子

48、标签所携带的相关信息被捕获，并传输到WMS系统，由系统根据货位信息安排入库位置。 2配送中心拣选区域安装识别系统，把拣选完的货物信息读/写入周转箱上的电子标签。 3配送中心分拣区安装识别系统，在进行货物分流的同时，实现自动复核出库。 4叉车车体安装识别系统，识别托盘上电子标签所携带的相关信息，并根据信息做相应操作。 二 配送中心信息流： 图4-3 信息系统示意图4.2 数据库设计4数据库需求分析电子标签设备实际上是一个数据的采集和显示装置，它和库存管理摸块之间存在大量的数据流，因此库存管理模块必须依托数据库才能完成信息交流活动。本系统数据流程如图3-2所示。图4-4 库存系统数据流程图通过对企

49、业仓库管理内容和数据流程分析，设计的数据项合数据结构如下： 现有库存信息：包括的数据项有现有数目、最大库存、最小库存等。 采购信息：包括的数据项有采购的货物、采购员、供给商、采购数目、采购时间等。 出库信息：包括的数据项有出库数量、具体型号、出库日期、地点等 需求信息：包括的数据项有需求商、需求的货物、需求数目、需求时间等. 数据库逻辑结构设计数据库的设计是直接用C+Builder自带的数据库软件设计的。在C+Builder中提供了一个称作Database Desktop的数据库软件，Database Desktop支持Paradox,dBASE,及SQL文件格式，可以利用该软件设计相应类型的

50、表。在电子标签辅助拣货系统中，数据表类型选择为Paradox7，数据库别名为dzbq，使用的数据库访问引擎为BDE。数据库包含有以下数据表：在线机器表、机器状态表、订单主表、订单细表、商品表和商品机器表。商品机器表中，包含商品和机器号两个字段，该表建立起商品和电子标签的对应关系。订单主表、订单细表中存放着订单的信息，订单主表是客户填写的订单统计信息，即总信息，其字段信息如表4-14-1 订单主表字段信息字段名 OrderCodeMoneyProcesse dOrderDat eOrderti meComoan y字段类型长整型货币类型逻辑类型日期类型时间类型字符字段含义订单号订单金额订单是否

51、已拣订单生成 日期订单生成时间订货单位其中订货单位字段另用一控件显示。订单细表那么是对应订单的详细商品信息，其字段信息如表4-24-2 订单细表字段信息字段名OrderCo deCommod ityQuantityQuantityDoneMoneyProcessed字段类型长整型字符短整型短整型货币类型逻辑类型字段含义订单号商品名商品订购数量商品已拣数量该商品的金额商品是否已拣完订单主表记录由订单号唯一标识，即在主表中订单号为关键字段，订单细表那么是由两个字段构成复合关键字段，这两个字段为订单号和商品字段。主表和细表由订单号字段关联，如图4-5图4-5 主副订单表关联设置数据表字段在Datab

52、ase Desktop中的定义以订单细表为例可参见图3-6图4-5 Database Desktop数据表的设计第5章 硬件实施5.1 库存规划配送中心的库存是流动的。在这里，简单的把仓库分成进货区、货架区、储存区和出货区；进货区与出货区相对，需要紧急出货的货物在进货区检验完毕直接通过主要通道出货；当货架区的储量饱和时可以直接输送到储存区。同样出货时，通过堆高机将托盘取下运送到出货区或者从储存区直接调货。图5-1 库存流向图由上图可以看进出口是货物流量最大的地方，因此在进出口可以设置远距离识别的读/写器以监控进出库货物的数量。储存区是自动立体仓库因此可以在储存区入口的输送带上安装一个阅读器，出

53、入口阅读器分布如区域4-2所示。图5-2 出入口阅读器分布图52 系统实施由于单纯的RFID拣货系统有一定局限性，所以，在我的方案中，采用的是将RFID技术和条码技术相结合的做法。这种做法的根底是需要一款设备，整个系统重要组成局部的PSC 5500数据终端，作为既可以读取RFID信息又可以扫描条码的新一代数据终端，它在整个物流运作过程中起到不可或缺的作用。在配货作业流程中无论是摘取式还是播种式一般可分为统一的整体拣货和分区域的并行拣货。整体拣货是以仓库为单位，规定各拣货区的流程顺序，拣货作业单逐次进入各拣货区，如果不是每个领用单都涉及不同的拣货区或要通过固定的传输带进行仓库中的物料搬运时，否那

54、么这一方式被证明是拣货效率最低的。并行拣货是将领用单按拣货区分解成各拣货区的拣货单，以各拣货区为独立单位进行拣货。并行拣货无疑是一种高效的拣货运作模式，但是对拣货方案要求较高，在多单队列中如何防止碰撞，尽可能地保证同一出库单的多拣货单能够在相近的时间完成都是首先要解决的问题，拣货时它是一个多元的并行工作队列，使得拣货时的工作瓶颈较小，负荷均匀，效率最高。在实际的工作中这两种工作模式往往是交叉进行的。要实现区域拣货就要包括：分区、订单分割、订单分类、订单分批列队这四步程序，电子标签拣货系统完全实现了这一过程的计算机化。可以按照客户的配货单的时间顺序以及客户优先级别进行排列，如在遇到同一配货区域有

55、多配货单时及同一配货单多配货区域时，系统将根据配货要求的时间、配送客户优先等级、配货单整体配送的状态、配送车辆的情况等进行智能排序。在拣货的同时还可以根据实际的需要调整拣货顺序、插单和挂起特定的拣货单。这样不但降低了配货过程中的劳动强度，还使得每笔配货单的配货的时间大大缩短，减少错误的发生。使用电子标签系统可以实现对整个拣货过程的监控，无论是待拣、在拣中、缺货、拣货完成、盘货等状态都可以直接看到库区中的每一个货架。在系统模型的整个流程中，进货入库、商品拣选到笼车出库、空托盘回收的每个环节，都可以在WMS的统一指挥下，借助PSC 5500手持无线数据终端和RFID与条码系统来完成。其中，可以反复

56、使用的托盘和笼车上贴有RFID标签，以实现大量商品的快速进出库管理；而商品上有条形码，可以满足销售的需要。入库时，用PSC 5500手持终端设备对托盘上的RFID标签写入承载物品信息及进货品种、数量、保质期等数据进行进货登记输入；然后由输送带侧面安装的RFID读取装置对托盘上的标签进行确认，由系统安排货位，再由叉车作业者根据PSC 5500手持终端指示的货位号将托盘送入指定货位，经确认后，在库货位数将自动更新。出库时，工作人员在空笼车上的塑料袋里插好出库单，将楼层号和商店号等信息写入笼车上的RFID标签，并将空笼车送到仓库；做好以上准备后，拣选人员在确认笼车内RFID标签上的商店号码与商店号码

57、显示器显示的一致后，开始进行拣选工作。最后，工作人员根据散货笼车上的RFID信息，快速确认内容商品的属性，将不同商店分散在多台笼车上的商品归总分类，附上交货单，依照送货平台上显示器显示的商店号码将笼车送到等待中对应的运输车辆上。电脑配车系统将根据门店远近，合理安排配车路线。5.3 电子标签拣选系统的局限性尽管条码有很多优点，但在托盘以及流动式货架上，条码标签特有的抗污染能力极差，信息内容不可更变，承载信息内容相对较少，低本钱的标签容易脱落，长期使用耗材费用高等弱点表露无疑。而RFID技术作为一种非接触的、对周围环境无要求的、快速的、能够携带较多实时信息的媒质，就能在这些环节上极大提高系统运作的

58、效率。RFID技术作为一种自动识别技术已经产生多年，可以被称为是最旧的新技术，这项技术的广泛应用必将提升零售业的物流效率，为社会化的供给链管理带来质的飞跃。电子标签技术自从上个世纪90年代兴起后，经过20年的开展在国外已经在拣选系统中得到相当大的开展，然而在国内射频识别技术及应用处于初级开展阶段，存在技术水平不高，标准标准不完整等诸多问题。电子标签拣选系统的库存完全依靠电子标签的识别功能，一旦有一台阅读器出现故障会导致库存数据的错误；因此在设计中采用在出入口安装远距离阅读器的方式，一旦货架区数据输入错误可以与进出口阅读器所采集的数据进行比照以保障库存数据的精确度。另外本钱问题一直是困绕电子标签

59、技术开展的问题之一。目前，每个传统条形码的价格是0.25 美分，而一个RFID 标签的价格大约是3040 美分，本次系统中一共至少需要34200个电子标签，342000.4=13680美圆。 为了降低RFID 标签的价格，使供给商接受RFID技术，实现RFID 的普及应用，飞利浦和德州仪器联手推进Gen2 RFID 的研发。Gen2 技术可以大幅提升标签的性能，并降低标签价格70%以上，使标签低于10 美分变成了现实。与此同时，意法半导体公司，通过降低晶片打磨、切割及天线封装与测试本钱，简化芯片架构，缩减用户闲置功能，改良的天线嵌入基材更小的封 装，推出价格低廉的下一代UHF 芯片，实现5 美

60、分标签的目标。 据业内人士预计，当全球的RFID 标签需求量超过50 亿片后，本钱将会随着规模的扩大进一步地降低到2 美分左右。未来10 年里，RFID 标签将逐步替代现有条形码。但是，RFID技术的引入需要配套环境，要解决频段采用、技术标准、识读设备、标签本钱等等问题，从而构建一个完整的应用大环境。从目前条码技术在各行业应用的成熟度和RFID技术研发应用的现状，以及这两项技术的特性来判断，RFID技术和条码技术的应用将会长期共存。比方射频标签的本钱目前还不适合低值消费品的单品使用。条码的低本钱应用已被广泛推广，特别是低值消费品。再如射频标签使用中的隐私问题、磁污染问题和废弃标签的处理问题都是